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Posté par Redbran le Mardi 08/08/2017 à 00:00
Des molécules d’eau révèlent l’atmosphère d’une exoplanète
Des molécules d’eau rayonnant dans l’atmosphère de l’exoplanète WASP-121b ont permis à des astronomes de prouver qu’elle était dotée d’une stratosphère. L’équipe internationale de chercheurs à l’origine de cette découverte, dirigée par l’Université d’Exeter et comprenant des chercheurs du PRN PlanetS, a mené ses observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens...) avec le télescope spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet...). C’est la première fois que la présence d’une stratosphère autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco, Megatriorchis,...) d’une exoplanète peut être démontrée. Une recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques....) à lire dans la revue Nature.


© UNIGE G. Bacon
WASP-121b, située à environ 900 années-lumière de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre...), est une exoplanète géante de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper tout...), communément appelée «Jupiter chaud (Les Jupiter chauds ou Pégasides sont une classe d'exoplanètes ayant une masse du même ordre de grandeur que celle de Jupiter (1,9 × 1027 kg). Mais au contraire de notre système solaire où Jupiter...) ». Elle tourne autour de son étoile en 1,3 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons...) et se trouve donc à la plus petite distance possible avant que la gravité de l’étoile ne commence à la déchirer. Cette proximité implique que le haut de son atmosphère (la stratosphère) soit chauffé à 2,500°C environ, une température à laquelle le fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie...) existe sous forme gazeuse plutôt que sous forme solide. Autrement dit, son atmosphère est suffisamment chaude pour vaporiser le fer !

Dans la stratosphère terrestre, l’ozone (L’ozone (ou trioxygène) est un composé chimique comportant 3 atomes d’oxygène (O3). Sa structure est une résonance entre trois états. Métastable aux...) piège le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule...) ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde intermédiaire entre celle de la lumière visible et celle des rayons X.) du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est...), ce qui augmente la température de cette couche d’atmosphère. D’autres corps du système solaire ont également des stratosphères dont le réchauffement est cette fois assuré par le méthane, comme par exemple autour de Jupiter et de Titan (Cliquez sur l'image pour une description), une lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne...) de Saturne.

Dans les planètes du système solaire, la variation de température dans la stratosphère est généralement inférieure à 100°C alors que sur WASP-121b, la température dans la stratosphère augmente de 1000°C. «Il est excitant de mesurer une élévation de température aussi forte, cela signifie que des processus chimiques spéciaux se produisent à des altitudes plus élevées, ce qui pourrait affecter l’évolution atmosphérique de la planète», explique Vincent Bourrier, co-auteur de l’étude et membre de PlanetS à l’Université de Genève (UNIGE).

Une étape décisive

Des recherches antérieures menées ces dix dernières années avaient déjà révélé des signes possibles de stratosphères sur d’autres exoplanètes, mais c’est la première fois que des molécules d’eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) rayonnant ont été détectées, représentant le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés...) le plus clair de l’existence d’une stratosphère exoplanétaire. «Détecter la lumière émise par la vapeur () d’eau chaude dans cette exoplanète est une étape décisive pour comprendre le fonctionnement des atmosphères de ces planètes extrêmes», a déclaré David Ehrenreich, co-auteur de l’étude, professeur associé au Département d’astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas être confondue avec...) de la Faculté des sciences de l’UNIGE et chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de...) principal du Projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) du Conseil Européen de recherche FOUR (Un four est une enceinte maçonnée ou un appareil, muni d'un système de chauffage puissant, qui transforme, par la chaleur les produits...) ACES*. «La prochaine étape consiste maintenant à repérer et à identifier les molécules responsables de l’élévation de la température.»

Note:
* FOUR ACES, pour Future of Upper Atmospheric Characterization of Exoplanets with Spectroscopy, est un projet Consolidator du Conseil Européen de la Recherche (ERC), soutenu par le programme de recherche et d’innovation ERC Horizon (Conceptuellement, l’horizon est la limite de ce que l'on peut observer, du fait de sa propre position ou situation. Ce concept simple se décline en physique, philosophie,...) 2020 (bourse n° 724427).


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Source: UNIGE